《Scientific Reports》：Cellular landscape of avian intestinal organoids revealed by single cell transcriptomics
编辑推荐：
为解决禽类肠道体外研究受限及细胞组成不明确等问题，研究人员开展鸡 3D 肠道类器官单细胞转录组研究。结果发现多种细胞谱系及亚群，且肉鸡和蛋鸡类器官存在转录组差异。该研究为鸡肠道生物学研究及家禽育种等提供新视角。
在禽类养殖领域，肠道健康至关重要，它不仅关乎营养吸收，还与宿主和病原体的相互作用紧密相连。然而，以往缺乏具有代表性的细胞系严重阻碍了禽类肠道的体外研究，现有的研究手段，如免疫染色和批量 RNA 测序（RNA-Seq），也无法完全揭示肠道类器官细胞组成的复杂性。为了深入了解禽类肠道的奥秘，来自英国爱丁堡大学罗斯林研究所（The Roslin Institute）和皇家（迪克）兽医学院（Royal (Dick) School of Veterinary Studies）等机构的研究人员，对肉鸡和蛋鸡胚胎来源的肠道类器官展开了深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要运用了单细胞 RNA 测序（scRNA-Seq）技术，从鸡胚胎（胚胎第 19 天，ED19）获取十二指肠、空肠和回肠组织来构建 3D 肠道类器官。同时，研究使用了荧光激活细胞分选（FACS）、文库构建与测序、生物信息学分析等技术辅助研究。
在研究结果部分，首先是肠道类器官的发育。在 3 天的培养期内，肉鸡和蛋鸡的肠道类器官都发育成了大型、多叶状结构，并呈现出多个绒毛状的出芽结构。
接着，scRNA-Seq 分析鉴定出了鸡 3D 肠道类器官中的五个主要细胞谱系，即间充质细胞、上皮细胞、免疫细胞、内皮细胞和神经元细胞。间充质细胞又被细分为八个不同的群体，包括成纤维细胞、telocytes、肌成纤维细胞、平滑肌细胞、周细胞和 Cajal 间质细胞等；上皮细胞则包含了肠上皮细胞、肠内分泌细胞（EECs）、杯状细胞、潘氏细胞、簇状细胞、过渡放大细胞（TACs）和肠道干细胞（ISCs）等六个亚群。研究人员进一步对 EECs 进行细分，发现了 10 种不同的亚群，如肠嗜铬细胞、K 细胞、L 细胞等。免疫细胞方面，研究识别出了巨噬细胞、单核细胞、潜在的粒细胞、自然杀伤细胞（NK 细胞）和 γδ T 细胞等不同类型。
此外，研究还对肉鸡和蛋鸡的肠道类器官进行了转录组差异分析。结果显示，上皮细胞的转录组变化最为显著，其中肉鸡的上皮细胞中主要组织相容性复合体（MHC）相关基因表达上调。在 EECs 中，肉鸡的生长激素释放激素（GHRH）表达上调，而蛋鸡则是胰高血糖素（GCG）表达上调。同时，基因本体（GO）富集分析表明，肉鸡上调的基因主要参与病毒防御、非编码 RNA 调控等过程，蛋鸡上调的基因则与翻译和肽代谢 / 生物合成有关。
研究结论表明，该研究首次提供了鸡肠道类器官详细的单细胞转录组图谱，揭示了细胞的多样性以及肉鸡和蛋鸡之间的潜在差异，还鉴定出了数千个不同肠道细胞类型的标记基因。这些发现为鸡肠道生物学和品种差异研究提供了新的见解，有助于开发更精确的家禽育种和健康管理策略，对家禽养殖产业的发展具有重要意义。讨论部分指出，尽管此前的研究对鸡肠道类器官有所了解，但该研究通过 scRNA-Seq 提供了更高分辨率的细胞图谱。研究还发现，鸡肠道类器官模型能够较好地模拟体内的解剖结构，但在将类器官研究结果外推到体内情况时需要谨慎，因为其中可能存在意想不到的细胞类型和相互作用。总之，该研究为禽类肠道研究领域开辟了新的道路，为后续的研究奠定了坚实的基础。
下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究
10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析！
欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书
单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析
下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》
